Siempre sobre ruedas

Artículo de ASTI

Para un fabricante de componentes de automoción, ASTI automatiza dos de sus vehículos tractores para llevar a cabo la distribución de materia prima a lo largo de los distintos puestos dentro del proceso de ensamblaje.

Los fabricantes de componentes de automoción, cuentan con procesos de producción que en muchas ocasiones se reducen a tareas de ensamblaje de componentes que dan como resultado una pieza final que formará parte más o menos visible del automóvil.  

Para aumentar la productividad de estas líneas se puede implantar un sistema automatizado de suministro de componentes, procurando que en cada puesto no falte los componentes necesarios para ensamblar la pieza final.

Fue para la planta de una compañía fabricante de componentes de automoción donde ASTI automatizó dos de sus tractores para llevar a cabo la distribución de materia prima entre los distintos puestos de ensamblaje que se encargan principalmente de unir los distintos componentes que forman parte de la consola central de un salpicadero. 

Estos tractores, propiedad de la compañía fueron trasladados a las instalaciones de ASTI donde se le añadieron todos los elementos necesarios para su automatización.

Por un lado a los vehículos se les dotó de sendas CPU de control, que son las que les proporcionan la tan buscada autonomía.

A cada uno se le incorporó una botonera de control a bordo desde donde se puede operar al AGV incluyendo una pantalla que muestra el estado de su funcionamiento y sirve de interfaz de comunicación con el usuario final. 

También se instaló un sistema de guiado. Para esta aplicación el método elegido fue el de banda magnética por su relación funcionalidad coste. Por un lado es un sistema significativamente menos costoso que un guiado láser, de instalación sencilla, aunque con el inconveniente de no proporcional tanta flexibilidad como éste, ni una gran precisión en los movimientos. Para esta solución el guiado por banda se mostró como el óptimo, ya que a un mínimo coste es la herramienta perfecta para llevar a cabo su tarea de transporte ya que no requiere de una gran precisión.  El sistema funciona de una manera muy simple. Se marca en el suelo la ruta a seguir por el vehículo con banda magnética y se instala al vehículo un sensor de guiado, que es el encargado de detectar la presencia de la banda para poder seguirla y así completar la ruta prefijada.

Para determinar las paradas a realizar por el vehículo, este sistema de guiado se complementó con un sistema RFiD. A lo largo de la ruta se instalaron un total de 48 tags programados con diferente información: salida del almacén, girar a derecha, aumentar velocidad, reducir velocidad y por supuesto parada. Con esto se consigue dar al vehículo las órdenes precisas correspondientes a cada tramo del recorrido, así en tramos rectos, donde no se interfiere con otros vehículos el AGV aumentará la velocidad de la marcha, o al llegar a un punto donde dejar material, el vehículo se detendrá para retomar su marcha hasta el siguiente punto de parada, transcurrido el tiempo pre programado. 

 Por último a los vehículos se les dotó de diversos sistemas de seguridad, para garantizar la convivencia segura con personas, otras máquinas e instalaciones. Se les añadió un láser delantero de seguridad capaz de poder gestionar hasta 4 zonas de control. Diferenciamos entre zona warning y zona stop. Así cuando el láser detecta un obstáculo que se encuentra dentro de esta zona de warning, el vehículo reducirá su velocidad y no será hasta alcanzar la zona de stop cuando el vehículo se detendrá sin llegar a colisionar en ningún momento con el obstáculo. Las distancias a abarcar dentro de la zona warning o zona de stop son totalmente configurables y dependerán principalmente de la velocidad desarrollada por el vehículo, para permitir que éste se detenga de manera segura sin causar ningún daño ante la parada por detección de obstáculo.

Dado que este láser de seguridad sólo cubre el frente de la marcha, los laterales del vehículo quedan desprotegidos, siendo susceptibles de posibles accidentes. Por eso en esta ocasión se instaló unos bumpers laterales por fotocélula. En uno de los extremos del lateral se instala un espejo y en el extremo opuesto una fotocélula que emite un haz de luz que refleja en el espejo enfrentado. Si en algún momento ese haz de luz se ve interrumpido, se entiende que un obstáculo se ha interpuesto lateralmente y el vehículo se detendrá hasta que se restablezca la conexión entre la fotocélula y el espejo.

En lo referente a la seguridad, este vehículo cuenta con la característica particular de emitir una melodía cuando está en funcionamiento, avisando con ello de su paso. Adicionalmente se le instaló una baliza luminosa doble, con luz roja  y con luz verde. Cuando el vehículo funciona correctamente la luz verde se ilumina mientras que cuando el vehículo se encuentra parado, se activa la luz roja y una señal sonora de alerta, para informar de que el vehículo se encuentra detenido y proceder a la eliminación del posible impedimento para restablecer la marcha.

A lo largo de la marcha de estos vehículos, deben atravesar una puerta que se abre de manera automática para facilitar su paso y evitar que el vehículo se detenga. Esto se consigue gracias a la red inalámbrica de la compañía y a los 3 “data capture” que se instalaron, que entre otras cosas sirven para gestionar el tráfico de los dos vehículos y para comunicarse con las distintas balizas luminosas instaladas en planta que pasarán del verde al rojo cuando el vehículo cruce por esa determinada área, informando de su presencia.

El funcionamiento es muy sencillo:

En función del producto final a fabricar, se trazaron dos rutas: la ruta 1 y la ruta 2. De igual manera se le asignó a cada vehículo una ruta a seguir mediante un software básico de gestión.

Estas dos rutas parten de una zona común: el almacén. En el almacén se unen al vehículo, hasta 6 vagones de más de 150 kg cada uno, cargados con materia prima. Para optimizar el tiempo de carga de los AGVs, se ha establecido un sistema de control de tiempos. Esto quiere decir que tras el estudio del proceso, se ha establecido un tiempo máximo de carga de los AGVs. Gracias al sistema RFiD se puede establecer el momento en el que el vehículo ha accedido al almacén y por lo tanto el tiempo que lleva en él. Cuando el tiempo de permanencia supera el tiempo máximo de carga del AGV se activa una alarma acústica y luminosa, avisando a los trabajadores de este hecho, lo que sirve de estímulo para mantener el nivel establecido de productividad.

Una vez cargados con el correspondiente material para cada línea, el vehículo emprende el camino tras presionar el botón de marcha. A la salida del almacén nos encontramos con la puerta que mencionábamos anteriormente de apertura automática que asciende ante el inminente paso del AGV, evitando que éste se detenga. En un sistema que busca la optimización de los procesos como es éste, es muy importante reducir el número de paradas, ya que el tiempo en parada es tiempo improductivo que contribuye a la reducción de la eficiencia. Si uno de los beneficios de utilizar maquinaria frente a mano de obra reside en su capacidad para trabajar de manera continuada 24 horas al día, hay que evitar en todo lo posible estas interrupciones innecesarias para aprovechar al máximo la ventaja que nos ofrece la tecnología.

El comienzo de estas dos rutas  transcurre por un camino común, por lo que se podría pensar que es muy fácil que el vehículo confunda una ruta por la otra. En caso de que esto ocurra, el error se subsana rápidamente gracias al sistema de tags. El vehículo conoce cual es el primer tag que se va a encontrar tanto en la ruta 1 como en la 2, de esta manera si el AGV que iba a cubrir la ruta 1 lee el primer tag correspondiente a la ruta 2, el vehículo se detendrá indicando el error de lectura en el display del control de mandos y activando la señal acústica de error y la baliza luminosa de color rojo.

Todos los AGVs de ASTI basados en mecánica estándar convencional conservan la propiedad de poder ser utilizados tanto en modo manual como en automático. De esta manera en caso de que ocurra un error como éste, el AGV se puede conmutar a su uso en manual y conducirlo hasta un punto de su correspondiente ruta. Para reinsertarlo en ella no habrá más volver a conmutar su uso a automático y presionar el botón de puesta en marcha. Detectada la banda e inicializados todos los sistemas, el AGV retomará la ruta.

A lo largo de la ruta el AGV detectará diversos Tags RFiD con distinta información como sentido de la marcha, velocidad a desarrollar o paradas de descarga. Estas paradas de descarga en un principio no estaban pre programadas con tiempos de espera y requerían que un operario activase el botón de reinicio de marcha. Pero se observó que era mejor que el vehículo retomase su camino de manera automática, para que no dependiese de la presencia o no de operario.

Una vez completado el recorrido, el AGV acaba de nuevo en el almacén para iniciar un nuevo ciclo.

Esta es la parte más operativa del sistema. La otra parte, la parte software, nos permite monitorizar el funcionamiento global de la instalación de manera sencilla, ver donde está cada AGV dentro de la ruta y como se van activando las balizas luminosas a su paso. Desde esta herramienta, el usuario puede configurar los tiempos de espera de las paradas o el tiempo máximo de carga en el almacén. Gracias a los sistemas de captura de datos, se mantiene la trazabilidad de funcionamiento de los AGVs, manteniendo un registro de su funcionamiento, recorridos o paradas.

También desde este nivel software se gestiona el tráfico de los vehículos. Dado que las rutas convergen en varios puntos, es importante dirigir el tráfico dando prioridad de paso a un vehículo sobre otro, quien permitirá cruzar al primero coordinándose de tal forma que no lleguen a colisionar nunca, primando las necesidades concretas de cada momento en pro de la eficiencia.

Esta solución ha contribuido ha incrementar la productividad de la planta ya que la distribución de materias primas entre los distintos puestos de montaje se hace de manera automática, sin necesidad de conductor alguno, que ahora se puede dedicar a llevar a cabo tareas menos repetitivas y tediosas.

ASTI, es una empresa de capital familiar que lleva 30 años proporcionando soluciones a medida en logística interna. Su enfoque al cliente le ha permitido especializarse en múltiples sectores y desarrollar nuevas soluciones y tecnologías en la búsqueda del sistema más adecuada a cada casuística. Su gestión de I+D le he llevado a posicionarse como empresa referente en innovación, especialmente dentro del campo de los AGVs, que le permite competir con empresas líderes a nivel internacional.